微生物产氢技术研究进展

光合细菌产氢研究进展姜淑敏汪吉霞王悦佳汪春蕾*（东北林业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150040）摘要氢气是目前最常用的清洁能源，具有能量含量高和清洁燃烧的特点。

制氢的方式有多种，生物制氢与传统物理和化学工艺制氢相比，是最清洁的一种方法。

然而，大规模生物制氢的产氢量与产氢率往往受到各种环境等因素的限制。

近年来的许多研究突破了环境因素的限制，从微生物代谢、能源来源及微生物产氢关键酶等方面有效提高了微生物产氢效率。

本文总结了生物制氢的几种主要方法，详细讨论了光合细菌产氢的影响因素，并对其有效促进途径的研究进展进行了综述，以期为生物制氢领域的深入研究提供参考，为工业大规模制氢、减轻环境污染做出贡献。

关键词光合细菌；生物制氮；氢化酶；固氮酶中图分类号TQ116.2文献标识码A文章编号1007-5739（2023）19-0136-07DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.19.037开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Progress on Hydrogen Production by Photosynthetic BacteriaJIANG Shumin WANG Jixia WANG Yuejia WANG Chunlei*(College of Life Science,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang150040) Abstract Hydrogen is the most used clean energy with high energy content and clean combustion characteristics. There are many ways to produce hydrogen.Biological hydrogen production is the cleanest method compared with traditional hydrogen production of physical and chemical processes.However,the hydrogen production quantity and hydrogen production rate of large-scale biological hydrogen production are often limited by various factors such as the environment.In recent years,many studies have broken through the limitations of environmental factors.The efficiency of microbial hydrogen production was effectively improved from the aspects of microbial metabolism,energy resource and key enzymes relevant to microbial hydrogen production.In this paper,the main methods of biological hydrogen production were summarized,and the influencing factors of hydrogen production by photosynthetic bacteria were discussed in detail,and the research progress on effective promotion approaches was reviewed,so as to provide a reference for the in-depth research in the biological hydrogen production field,and contribute to industrial large-scale hydrogen production and reduce environmental pollution.Keywords photosynthetic bacterium;biological hydrogen production;hydrogenase;nitrogenase化石燃料燃烧时产生的污染物排放到大气中会导致温室效应，从而影响生态环境；并且化石燃料是不可再生资源，人们依赖于化石燃料势必面临能源短缺的危机。

生物制氢技术的研究进展随着全球能源需求的持续增长，化石燃料的资源短缺和环境问题日益凸显，新能源的研究和应用已成为各国的热点之一。

生物制氢技术作为一种可持续发展的新能源技术，近年来受到越来越多的关注。

本文将着重介绍生物制氢的基本原理和最新研究进展。

生物制氢是一种利用微生物将有机废弃物转化为氢气的过程。

生物制氢的基本原理是通过微生物代谢处理有机物质时，产生氢气作为副产物。

常见的生物制氢微生物有产氢菌，其中发酵产气菌属于产氢菌的一种。

产氢菌的代谢途径主要分为两类：靠营养成分产生氢气的生产型代谢和利用有机物产生氢气的基质型代谢。

生产型代谢是指通过微生物使用酸类营养物，产生氢气和有机酸的代谢途径。

其中产氢细菌普遍采用的是厌氧性的、低pH值的发酵过程。

主要原理是将有机酸通过与细菌产生的氢气反应，进而分解为氢气和二氧化碳。

基质型代谢则是一种通过在有机废物中加入特定微生物，加速有机质分解产生氢气的技术。

这种代谢重要的是它可以将工业和农业废弃物转化为有价值的能源。

生物制氢技术的研究与应用已经得到广泛的关注。

从微观方面，目前主要研究生物转化氢气的代谢途径以及代谢途径中涉及的酶和基因，优化有机废弃物转化为氢气的过程。

同时研究如何培养、筛选最有效的产氢微生物，提高产氢的效率，并有效避免废弃物过多对环境造成二次污染。

从宏观方面，主要是降低成本，提高生产效率，从而使生物制氢技术广泛应用于能源产业。

在微观方面，针对生物制氢应用中的硫毒化现象，一些学者提出了新的解决办法。

首先，添加硫抑制剂法，这种方法利用抑制剂对细菌进行处理，以降低硫对产氢细菌的抑制作用。

其次，即时空分布将硫的影响降到最低，即在出口流速快的气流中添加酸，让酸从出口流向反应器的中心，使酸反映的时间和硫的浓度最小化。

同时，研究人员发现了新型产氢的细菌，这一细菌的厌氧发酵能力较强，电位差大，使得酶的反应速度加快，从而使其对于转化能源的作用进一步提升。

除此之外，生物制氢技术在产氢效率方面也取得了不小的进展。

文章编号：１００６－４１８４（２００８）０２－００１４－０４收稿日期：２００７－１０－１５作者简介：蒋志城（１９７８－），男，讲师，在读硕士生，主要研究方向：生物化工。

技术进展生物发酵制氢技术的研究及进展蒋志城１，２（１．浙江工业大学，浙江杭州３１００１４；２．杭州职业技术学院，浙江杭州３１００１８）摘要：生物制氢技术具有无污染、成本低、可再生等优点，生物制氢在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。

本文概述了国内生物制氢技术研究的现状。

对厌氧发酵制氢的影响因素进行了阐述。

对生物制氢技术当前存在的问题进行了探讨，并对未来发展进行了展望。

关键词：生物制氢；发酵；生物能源随着世界经济的快速发展和人口的迅速增加，大量开采和使用矿物能源带来的能源短缺和环境污染问题，已促使人类更多地关注对可再生能源和清洁能源的开发和利用。

寻找新的可替代能源和开发可再生能源体系是实现社会可持续发展的必然选择。

氢气是一种清洁、高效的能源，有着广泛的工业用途，潜力巨大，制氢的研究逐渐成为人们关注的热点，但将其他物质转化为氢并不容易。

新兴的生物制氢法是利用某些微生物以有机物为基质产生氢气的一种制氢方法，由于该方法可以在降解有机物的同时产生氢气，来源丰富，价格低廉，将可再生资源利用、污染治理和制氢联合进行，被认为是最具潜力的氢能生产技术之一，因此，已成为目前的研究热点。

生物制氢过程可分为厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢两大类。

其中，前者所利用的微生物为厌氧光合细菌（及某些藻类），后者利用的则为厌氧化能异养菌。

与光合制氢相比，发酵制氢过程具有微生物比产氢速率高、不受光照时间限制、可利用的有机物范围广、工艺简单等优点。

因此，在生物制氢方法中，厌氧发酵制氢法更具有发展潜力。

１国内生物制氢发展情况生物制氢技术研究在我国发展较晚，但进展迅速，无论是光解生物制氢技术还是发酵法生物制氢技术，其研究成果均己达到国际水平。

１９７９年，成都生物研究所的刘克鑫、徐洁泉［１］等在沼气发酵污泥的富集培养物中加入薯芋粉完全抑制了产甲烷，转而产氢气，并从中分离出了２４株产氢细菌。

生物制氢的研究进展氢气是高效、清洁、可再生的能源，在全球能源系统的持续发展中将起到显著作用，并将对全球生态环境产生巨大的影响。

氢本身是可再生的，在燃烧时只生成水，不产生任何污染物，甚至也不产生COZ，可以实现真正的“零排放”。

此外，氢与其它含能物质相比，还具有一系列突出的优点。

氢的能量密度高，是普通汽油的2.68倍；用于贮电时，其技术经济性能目前已有可能超过其它各类贮电技术；将氢转换为动力，热效率比常规化石燃料高30－60％，如作为燃料电池的燃料，效率可高出一倍；氢适于管道运输，可以和天然气输送系统共用；在各种能源中，氢的输送成本最低，损失最小，优于输电。

氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。

小型的低温固体离子交换膜燃料电池可用在汽车和火车机车上；氢也能直接作为发动机的燃料，日本已开发了几种型号的轻能车。

预计到21世纪初，燃氢发动机将在汽车、机车、飞机等交通工具的应用中实现商业化。

氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。

在这些方法中，90％都是通过天然的碳氢化合物一天然气、煤、石油产品中提取出来的。

除了生物制氢技术外，其它的制氢技术都要消耗大量的化石能源，而且也要在生产过程中造成环境污染，所以采用生物制氮技术，减少环境污染，节约不可再生能源，可能成为未来能源制备技术的主要发展方向之一。

1、生物制氢技术的发展早在19世纪，人们就已经认识到细菌和藻类具有产生分子氢的特性。

20世纪70年代的石油危机使各国政府和科学家意识到急需寻求替代能源，生物制氢第一次被认为具有实用的可能，自此，人们才从获取氢能的角度进行各种生物氢来源和产氢技术的研究。

当今世界所面临的能源与环境的双重压力，使生物制氢研究再度兴起。

各种现代生物技术在生物产氢领域的应用，大大推进了生物制氢技术的发展。

生物质制氢技术及其研究进展张晖;刘昕昕;付时雨【摘要】在制浆造纸、生物炼制以及农业生产过程中,会产生许多生物质下脚料或废弃物,通过制氢技术可将这些废弃物转化再利用.以生物质为原料来制取氢气具有节能、环保、来源丰富的优点,主要包括化学法与生物法.化学法又细分为气化法、热解重整法、超临界水转化法以及其他化学转化方法.生物法可细分为光解水制氢、光发酵制氢、暗发酵制氢以及光暗耦合发酵制氢.本文对多种生物质制氢方法及原理进行总结,对各种方法的优缺点进行对比,介绍了近年来生物质制氢技术的研究进展,最后对生物质制氢的发展提出展望.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2019(038)007【总页数】7页(P68-74)【关键词】氢气;生物质;气化;热解;发酵【作者】张晖;刘昕昕;付时雨【作者单位】华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TS79;TQ51随着制浆造纸、生物炼制产能的提高，工农废弃物排放量逐渐增加。

在制浆造纸中，这些废弃物包括制浆备料废渣、碎浆筛浆排渣、机械分切下脚料以及污水处理产生的富含有机质的造纸污泥[1]。

在农业生产、城市绿化及生物炼制中，同样存在着大量生物质剩余废弃物[2]。

生活中，以木质纤维为原料的用品种类繁多,如纸杯、纸盘、纸基包装等。

这类废弃物虽具备环境友好的特点，但是降解需要时间，将其废弃会对环境产生影响，并造成生物质资源的浪费[3]。

如何将这些废弃物资源化利用是亟待解决的问题。

近年来，以生物质为基础的制氢技术逐步发展，为生物质废弃物的转化利用提供了新途径。

1 氢气及生物质制氢氢气无毒、质轻、燃烧性良好，在传统燃料中热值最高，是公认的清洁能源，其开发利用有助于解决能源危机与环境污染问题，受到研究者们广泛关注[4]。

生物质转化制氢技术的研究与发展一、引言随着全球化进程和环保理念的普及，越来越多的国家开始关注能源问题。

传统的化石燃料资源日益枯竭，而新能源的研究和利用变得越来越重要。

作为一种新型能源，氢气具有化石燃料所没有的优点，如碳排放减少、高效利用、环保等，已经成为国际上极为重要的能源。

而生物质转化制氢技术则成为了制取氢气的一种重要途径，其不仅可以减少化石能源的使用，还可以有效地解决生物质资源的再利用问题。

因此，生物质转化制氢技术在未来的能源中发挥着重要作用。

二、生物质转化制氢技术的研究现状（一）生物质转化制氢技术的定义和分类生物质转化制氢技术指利用生物质资源，通过化学反应或生物反应，将生物质转化为氢气的过程。

其主要包括热化学法、生物化学法和生物发酵法三种分类。

其中，热化学法是将生物质通过高温加热分解产生气体，如各种有机废物、玉米秸秆、热力石油焦、木材等可以作为原料。

生物化学法以微生物为基础，通过微生物的代谢过程将生物质转化为氢气，如光合细菌、厌氧细菌、产氢菌、甲烷菌等可以用来制氢。

生物发酵法则是指利用生物质资源，通过发酵过程转化为氢气，例如各种有机碳水化合物、食品残渣、废水等。

（二）热化学法热化学法是将生物质物料通过高温加热分解产生气体。

其通过生物质的干馏、氧气气化、蒸汽气化等过程产生氢气，具有能量利用效率高、生产效益好等优点。

但是，该方法需要大量能源进行加热，对环境造成污染严重，需要继续改良提高其适用性。

（三）生物化学法生物化学法则是指利用微生物代谢过程将生物质转化为氢气。

其具有非常明显的环保优势，同时其原料来源广泛，可以充分利用各种农作物和生物质废弃物，有很大的发展前景。

但是，其效率较低，且微生物代谢容易受到环境因素影响，需要有很好的环境条件，才能得到良好的反应结果。

（四）生物发酵法生物发酵法是将生物质废弃物通过一定的条件和生物发酵菌种，转化为氢气的过程。

其除了生产氢气之外，还可以处理生物质的废弃物，具有双重效益。

生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术是一种利用微生物代谢产生氢气的技术，其主要原理是通过微生物的代谢过程，将有机物质转化为氢气和二氧化碳等产物。

生物制氢技术具有环保、可持续、低成本等优点，因此备受关注。

下面将从现状和发展潜力两个方面进行阐述。

一、现状
目前，生物制氢技术已经得到了广泛的研究和应用。

在微生物方面，利用厌氧细菌、光合细菌、蓝藻等微生物进行生物制氢已经成为了研究的热点。

在反应器方面，传统的反应器包括连续式、批式、半连续式等，而近年来，微型反应器、膜反应器等新型反应器也被广泛应用。

在生产方面，生物制氢技术已经被应用于废弃物处理、生物质能源开发等领域。

二、发展潜力
尽管生物制氢技术已经取得了一定的进展，但是仍然存在着一些挑战和问题。

首先，微生物的生长速度和产氢能力需要进一步提高。

其次，反应器的设计和优化需要更加精细化，以提高反应器的效率和稳定性。

此外，生产成本也需要进一步降低，以提高生物制氢技术的经济性。

为了解决这些问题，未来的研究方向主要包括以下几个方面：
1. 微生物优化：通过基因工程等手段，改良微生物的代谢途径，提高其产氢能力和生长速度。

2. 反应器设计：开发新型反应器，如微型反应器、膜反应器等，以提高反应器的效率和稳定性。

3. 催化剂研究：开发新型催化剂，以提高反应速率和选择性。

4. 生产成本降低：通过废弃物利用、生物质能源开发等方式，降低生产成本，提高生物制氢技术的经济性。

总之，生物制氢技术具有广阔的发展前景，未来的研究和应用将会更加广泛和深入。

一、引言在当前全球能源形势严峻的背景下，生物质制氢技术作为一种可持续发展的新型能源技术备受关注。

本文将对生物质制氢技术的研究现状和展望进行深入探讨，帮助读者全面了解这一领域的进展。

二、生物质制氢技术概述生物质是指植物在生长过程中固定的光能，可以通过热化学和生物化学方法转化为燃料、化学品等有机化合物。

生物质制氢技术是利用生物质资源生产氢燃料的技术，其优势在于可再生、低碳排放和资源广泛。

随着能源危机和环境污染问题的日益突出，生物质制氢技术受到了广泛关注。

三、生物质制氢技术的研究现状1. 生物质气化制氢技术生物质气化是将生物质物质在高温条件下进行分解，生成一氧化碳、氢气等气体。

通过气化反应，可将生物质转化为合成气，再通过水煤气变换反应制备氢气。

目前，生物质气化制氢技术在实验室和工业化生产中取得了一定进展。

2. 微生物发酵制氢技术生物质可通过微生物发酵产生氢气，这是一种相对环保的生产方法。

随着生物技术的发展，一些特殊菌株的应用使得生物质发酵制氢技术逐渐成熟。

生物质发酵制氢技术在实验室阶段已取得了较好的效果，但在工业化应用中还存在一定的技术难题。

3. 生物质光解制氢技术生物质光解制氢技术利用太阳能作为能源，将生物质中的水分子分解为氢气和氧气。

这是一种潜在的清洁能源制备方式，其研究目前处于实验室阶段，尚未进行工业化应用。

四、生物质制氢技术的展望生物质制氢技术具有巨大的发展潜力，但在实际应用中仍然存在许多挑战。

首先是生物质资源的可持续供应问题，需要建立可持续的生物质供应链；其次是高效的氢气生产技术，需要进一步提高生产效率和降低成本；最后是氢气的应用技术，需要配套发展氢燃料电池等技术。

个人观点与理解生物质制氢技术是未来能源发展的重要方向，具有可持续发展和环境友好的特点。

我认为，在今后的研究中，应当优先考虑改进氢气生产技术，并加大对生物质资源可持续利用和环境友好性的研究。

需要政府、企业和科研机构的共同努力，推动生物质制氢技术的实际应用和商业化。

化 工 进 展2006 年第 25 卷第 9 期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS生物制氢研究进展(Ⅰ)产氢机理与研究动态柯水洲，马晶伟（湖南大学土木工程学院水科学与工程系，湖南 长沙 410082）·1001·摘 要：阐述了 7 类生物制氢系统的产氢机理、影响因素以及提高产氢率和产氢量的方法，介绍了国外最新的研 究进展。

光发酵生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术是研究的热点，而厌氧发酵由于产氢效率较高而成为最具 潜力的生物制氢技术之一。

光合–发酵杂交技术不仅减少了所需光能，而且增加了氢气产量，同时也彻底降解了 有机物，使该技术成为生物制氢技术的发展方向。

关键词：生物制氢；光发酵；厌氧发酵 中图分类号：Q 939.9；TK 91文献标识码：A文章编号：1000–6613（2006）09–1001–06Progress of biological hydrogen production (Ⅰ)Mechanism and developmentKE Shuizhou ，MA Jingwei(Department of Water Engineering and Science ，School of Civil Engineering ，Hunan University ，Changsha 410082，Hunan ，China)Abstract ：This paper presents seven types of biological hydrogen production systems and the mechanism ，affecting factors ，methods of enhancement of hydrogen production as well as research progress. The recent studies are focused on photo fermentation and anaerobic fermentation technology. Anaerobic fermentation systems have the great potential to be developed as practical biological hydrogen systems due to its high hydrogen yield. A hybrid system using photosynthesis andfermentative bacteria can enhance the hydrogen production and reduce the need for light. The process will be the future direction of biological hydrogen production.Key words ：biological hydrogen production ；photo fermentation ；anaerobic fermentation目前全世界所需要的 80%的能源都来自于化石 燃料，但其储量有限，且趋于枯竭。

产氢微生物的筛选及生产研究氢能作为一种新能源备受人们所关注，但是其制备成本高、储运成本高等问题一直难以解决。

因此，寻找生产氢气的微生物并对其生产条件进行优化，已成为产氢领域内的一个重要研究方向。

本文就介绍产氢微生物的筛选及生产研究。

一、产氢微生物筛选1. 常见微生物目前已发现不少微生物可以生产氢气，如梭菌属、发酵酵母等。

其中较为普遍的是以克雷伯氏菌和副电气菌为代表的厌氧微生物。

2. 筛选方法针对厌氧微生物的筛选方法主要有：（1）选择性培养：利用不同气体、温度、pH等条件筛选生长性状特殊的微生物。

（2）单菌分离：从污泥或土壤等环境中分离单菌并单独培养。

（3）微生物毒素抑制剂法：利用毒素等抑制某些微生物，从而筛选出产氢微生物。

（4）光谱分析法：通过光谱分析法对菌落进行快速检测，筛选出能够产生氢气的微生物。

二、产氢微生物生产研究1. 生产条件影响微生物产氢的生产条件包括菌种的适应性、底物的类型和浓度、环境气体含量等。

其中温度、pH值、底物浓度和质量比、气体流速等为影响产氢的最重要因素。

2. 优化实验在产氢微生物生产的过程中，经过实验室优化，得到以下优化方案：（1）通过热力学平衡实现产氢反应的稳定，即添加还原势低、自由能值高的底物如葡萄糖；（2）控制反应室内温度、pH值和底物浓度的系统化和精密化；（3）通过气体调节、混合和保留等后续处理技术将产氢升级产成高品质氢气。

三、产氢微生物的应用1. 燃料电池通过应用产氢微生物生产的氢气，已成功构建出由氢气、氧气组成的燃料电池轮廓。

与重质油、燃煤等传统能源相比，燃料电池无污染、无噪音、低结构成本等特点，因此受到了越来越多的关注。

2. 生物制氢利用产氢微生物进行生物制氢也是一种发展趋势。

通过对微生物代谢途径的研究，可以探索生物制氢的最优生产技术，在实现低成本高效生产的同时，也减少了生产中的环境污染。

综上，产氢微生物的筛选及生产研究在能源领域的应用潜力巨大，可以为氢燃料电池和生物制氢等领域的发展提供有力的支持。

微生物制氢技术的突破与应用发展近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增长，微生物制氢技术作为一种绿色、清洁的能源生产方式受到了广泛关注。

微生物制氢技术利用微生物的代谢活动将有机物转化为氢气，具有高效、环保的特点，被认为是未来可持续发展的重要能源之一。

本文将从微生物制氢技术的突破与应用发展两个方面进行探讨。

一、微生物制氢技术的突破1.1 基于基因工程的微生物改良传统的微生物制氢技术受限于微生物自身的产氢能力，产氢效率较低。

然而，通过基因工程手段对微生物进行改良，可以提高其产氢能力。

近年来，科学家们利用基因编辑技术，成功地改造了一些微生物，使其产氢能力大幅提升。

例如，通过改变微生物代谢途径中的限制步骤，使其能够更高效地将有机物转化为氢气。

这一突破为微生物制氢技术的发展带来了新的可能性。

1.2 利用共生关系提高产氢效率微生物制氢过程中，微生物与其他生物之间的共生关系对产氢效率起着重要作用。

研究人员发现，某些微生物与其他微生物或植物之间存在着共生关系，可以相互促进产氢过程。

例如，一些微生物可以通过与植物共生，利用植物提供的有机物为能源，从而提高产氢效率。

这种共生关系的发现为微生物制氢技术的突破提供了新的思路。

二、微生物制氢技术的应用发展2.1 能源生产微生物制氢技术作为一种可再生能源生产方式，具有广阔的应用前景。

目前，一些国家已经开始将微生物制氢技术应用于能源生产领域。

通过在工业废水、农业废弃物等资源中利用微生物制氢技术，可以实现废物的再利用，并产生清洁能源。

这种能源生产方式不仅能够减少环境污染，还能够缓解能源紧张的问题。

2.2 污水处理微生物制氢技术还可以应用于污水处理领域。

传统的污水处理方法往往需要大量的能源消耗，而微生物制氢技术可以利用废水中的有机物为能源，同时产生清洁能源。

这种技术不仅能够高效地处理污水，还能够实现废物资源化，减少对环境的负面影响。

2.3 生物质能源转化生物质能源是一种重要的可再生能源，微生物制氢技术可以将生物质转化为氢气，实现能源的高效利用。

生物质发酵产氢技术的研究与应用随着全球对清洁能源的需求日益增长，生物质发酵产氢技术成为了新的研究热点。

生物质发酵产氢技术是指利用微生物代谢产生的酸类物质对生物质进行发酵，进而产生氢气的过程。

这种技术具有能源化学反应和微生物学反应相结合的特点，其广泛应用将有助于解决环境污染和能源短缺问题，也有助于促进可再生能源的发展。

生物质的来源包括植物、农作物秸秆、木材、畜禽粪便等，其中以植物和农作物秸秆为主要原料。

传统的生物质发酵产氢技术主要利用单一种类的葡萄糖等易发酵物质，但当前研究主要针对异源混合物进行研究，以提高产氢效率。

在生物质发酵产氢技术的研究过程中，微生物的种类与数量是影响产氢效率的主要因素之一。

产氢的微生物可分为厌氧菌和光合菌两类。

前者包括乳酸菌、厌氧梭菌、芽孢杆菌等，后者包括光合细菌、光合硫细菌以及光合放线菌等。

这些微生物都可以利用生物质进行代谢，通过分解产生的有机酸发酵产生氢气，因此生物质发酵产氢技术是一种高效的生物能源转换技术。

其中，由厌氧发酵产生氢气的微生物最为常见。

乳酸菌是一类常见的厌氧发酵微生物，其分解生物质到乳酸和酸性二甲基生物碱等化合物，在一定条件下能够利用乳酸转化产生氢气。

芽孢杆菌是另一类常见的厌氧发酵微生物，其通过利用几种简单的碳化合物初始代谢产酸，然后发生酸酸发酵产生氢气。

生物质发酵产氢技术在工业、农业、家庭能源等多领域都有广泛应用。

工业领域中，利用生物质发酵产氢技术能够解决各类工业废弃物的经济和环境问题，并提供可再生能源。

在农业领域中，生物质发酵产氢技术提供了利用农业可再生资源生产能源的途径，有助于促进农村经济发展。

在家庭能源领域，利用生物质发酵产氢技术代替化石燃料，既可减少化石能源消耗，又可降低能源消费成本，同时有助于改善空气质量。

总之，生物质发酵产氢技术的研究和应用将有助于推动可再生能源发展，解决环境污染和能源短缺问题。

未来，随着技术的进一步发展，生物质发酵产氢技术将得到更广泛的应用和推广。

生物加氢技术的研究近年来，由于环境污染等问题，人们对清洁能源的需求越来越大，而生物加氢技术作为一种新型清洁能源技术，备受科学家们的关注。

下面就让我们来一起探究一下生物加氢技术的研究现状以及未来发展趋势。

一、生物加氢技术的定义生物加氢技术是一种采用微生物来将有机废料转化为可再生氢气的生物加工技术。

微生物充当着催化剂的角色，把有机物慢慢分解转化为氢气。

这种技术的原理在自然界中已经存在，比如肠胃中的细菌就能把食物中的有机物分解为氢气和二氧化碳。

二、生物加氢技术的发展历程早在上世纪70年代，就有科学家利用厌氧微生物加工转化废料制取氢气的实验，但是因为技术上的不成熟导致产气率不高。

后来，随着生物学、物理学、化学等学科的发展，生物加氢技术逐渐得到了更加深入和广泛的研究。

研究者们相继通过优化微生物的菌株、培养方式、废物处理及氢气收集等关键环节，使得生物加氢技术的产气效率不断提高和创新，不仅减少了废物的处理难度，而且获得了大量的氢气能源。

三、生物加氢技术的研究现状生物加氢技术所使用的微生物主要是厌氧细菌，如Clostridium thermocellum、Thermoanaerobacterium saccharolyticum等。

这些细菌能在没有氧气的条件下分解有机废料，产生氢气和二氧化碳。

除了这些细菌外，还有一些光合细菌，如Rhodobacter capsulatus、Rhodopseudomonas palustris等也能分解有机物产生氢气。

这些微生物对生物废弃物的适应性很强，并且能够充分利用废物中的有机物来生产氢气。

目前，生物加氢技术已经得到了广泛的研究和应用。

德国、日本、韩国等一些国家的科学家在生物加氢技术的研究中走在了前列。

其中，德国是最早开始生物加氢技术的研究之一的国家。

德国的科学家们成功地在实验室制备出高产氢菌株，并建立了大量的以生物加氢技术为基础的工业生产企业。

同时，日本也是实现生物加氢技术产业化的杰出代表之一。

生物质制氢研究进展摘要：生物质制氢是一项利用微生物的生理代谢作用分解有机物从而产生氢气的生物工程技术，具有产氢稳定性好、产氢能力高等优点，是一种符合可持续发展战略的可再生能源。

本文介绍了生物质制氢的方法及研究进展。

关键词：生物质制氢进展中图分类号:tq116.29 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2011)10(c)-0000-00氢气作为一种极为理想的“绿色能源”，其发展前景是十分光明的，人们对氢能开发和利用技术的研究一直进行着不懈的努力。

常规的制氢方法主要有水电解法、水煤气转化法、甲烷裂化法等，这些方法均需耗费大量能量。

水电解法是国内外广泛采用的制氢方法，电解槽在标准状况下制取1立方米氢气（纯度为99.5%）实际电能消耗是4.5-6.0kw/h。

电解法制氢还需配套纯水制备系统和碱液配制使用设备，使氢气生产成本较高。

随着氢气用途的日益广泛，其需求量亦迅速增加，常规的制氢方法已不能适应社会发展的需要，研究开发更为经济的、有良好环保性能的、可再生的制氢技术成为当今世界的热门课题之一，也是社会可持续发展的需要。

生物制氢技术作为一种无污染的清洁生产技术，已在世界上引起广泛重视，越来越多的科学家投身并致力于生物制氢技术的研究开发和应用，日本、美国等一些国家为此成立了专门机构，并建立了生物制氢的发展规划，以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究，使该技术实现商业化生产。

我国生物制氢的研究有很大进展，国家863项目也给予支持。

生物质制氢包括两种方法：一种是生物质气化法，即通过热化学转化方式将处理过的生物质转化为燃气或合成气；另一种是生物质微生物制氢法，包括光合生物产氢、发酵细菌产氢、光合生物与发酵细菌的混合培养产氢。

生物质气化法制氢需消耗大量能量，副产物多，很少采用；与光合法生物制氢技术相比，发酵法生物制氢技术在许多方面表现出优越性：目前的研究表明，发酵产氢菌种的产氢能力要高于光合产氢菌种，发酵产氢细菌的生长速率比光合产氢生物快；发酵法生物制氢无需光源，不但可以实现持续稳定产氢，而且反应装置的设计、操作及管理简单方便；可生物降解的工农业有机废料都可作为发酵法生物制氢的原料，原料来源广且成本低廉；兼性的发酵产氢细菌更易于保存和运输。